Im Jahr 2006 erlebte der 3D-Druck (Additive Fertigung) dank der Open-Source-Technologie in Europa und den USA einen rasanten Aufschwung. Damals war der 3D-Druck in meinem Land noch ein Nischenforschungsfeld und wurde gerade erst in industriellen Bereichen wie dem Flugzeugbau eingesetzt.

Polymilchsäure (PLA) ist ein Polyester aus fermentierter Pflanzenstärke aus Mais, Maniok, Zuckerrohr oder Zuckerrüben. Die Zucker dieser nachwachsenden Rohstoffe werden zu Milchsäure fermentiert, aus der wiederum Polymilchsäure (PLA) entsteht.

Guanghua Weiye (Marke „公海赌船710“)Das 2002 gegründete Unternehmen ist spezialisiert aufLaktat, Polymilchsäure (PLA) und Polycaprolacton (PCL)Nach fünf Jahren Forschung und Entwicklung entschied sich Guanghua Weiye, 3D-Druckmaterialien als eine seiner Hauptentwicklungsrichtungen zu wählen. 2007 übernahm das Unternehmen weltweit die Führung bei der Einführung kommerzieller Verbrauchsmaterialien für den 3D-Druck auf Basis von Polymilchsäure und etablierte die Marke „公海赌船710“. Mittlerweile hat sich 公海赌船710 zu einer der weltweit bekanntesten Marken für Verbrauchsmaterialien für den 3D-Druck entwickelt. Im Jahr 2006 begann das Unternehmen mitRückgewinnung und wertschöpfende Wiederverwendung von PolymilchsäureForschung.

Einerseits erweitert es die Produktanwendungsbereiche horizontal, andererseits vertieft Guanghua Weiye seine Aktivitäten vertikal und engagiert sich für den Aufbau einer grünen, geschlossenen Industriekette für Polymilchsäure.

Im Jahr 2013 gründete Guanghua Weiye ein„Jährliche Produktionslinie für 5.000 Tonnen chemisch recyceltes Lactid“und hat zunächst ein grünes, geschlossenes Technologiesystem von der Materialsynthese und -modifizierung bis hin zur Anwendung, Nebenproduktverdauung und dem Recycling und der Wiederverwendung von Polymerchemikalien aufgebaut.

Im Dezember 2023 schloss Guanghua Weiye die Übernahme von 51,265 % des Eigenkapitals der Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd. (nachfolgend „Hengtian Changjiang“ genannt) ab. Dies markiert einen weiteren wichtigen Meilenstein für Guanghua Weiye bei der Entwicklung horizontaler Anwendungsszenarien und der Erweiterung der vertikalen Industriekette.

Nun hat Hengtian Changjiang Biomaterials Co., Ltd., das sich hauptsächlich mit der Forschung, Entwicklung und Produktion von Polymilchsäurefasern und -produkten beschäftigt, seinen Namen offiziell geändert inYisheng Neue Materialien (Suzhou) Co., Ltd.(nachfolgend "Yisheng New Materials" genannt), schloss Guanghua Weiye auch die Übernahme abBiomedizin, 3D-Druck, Ökofasern und umweltfreundliche VerpackungenVier Hauptanwendungslayoutsund weiter geöffnetChemische Rückgewinnung von Lactid aus Polymilchsäure und direktes Schmelzspinnen zur Herstellung von PolymilchsäurefasernEine grüne, geschlossene Industriekette.

„Am vorderen Ende der Produktionskette haben wir in Xiaogan, Hubei, eine Produktionsanlage für die Lactidsynthese mit einer Kapazität von 5.000 Tonnen pro Jahr errichtet. Neben Milchsäure als Rohstoff können wir auch recycelte Polymilchsäure zur Lactidherstellung verwenden. Am hinteren Ende der Produktionskette nutzt die Technologie von Yisheng New Materials Lactid als Rohstoff zur Herstellung von Polymilchsäurefasern. Auf diese Weise haben wir eine vor- und nachgelagerte Verbindung in der Produktionskette geschaffen und uns auf technischer Ebene ergänzende Vorteile verschafft“, sagte Yang Yihu.

Laut der Statistik von European Plastics betrug die weltweite Gesamtproduktionskapazität für biologisch abbaubare Materialien im Jahr 2021 1,553 Millionen Tonnen, und im gleichen Zeitraum betrug die weltweite Produktion von Kunststoffprodukten 390 Millionen Tonnen.

Die enorme Lücke bedeutet breite Marktaussichten.

Da der Zeitplan für globale Kunststoffbeschränkungen und -verbote stetig voranschreitet, befindet sich Polymilchsäure, das vielversprechendste biologisch abbaubare Material, seit Jahren in einem globalen Kapazitätsausbauzyklus. Nach 2020 haben ausländische Unternehmen wie TotalEnergies Corbion und Natureworks sowie inländische Unternehmen wie Fengyuan Group, Hisun Biomaterials, Jindan Technology, Kingfa Technology und Wanhua Chemical neue Produktionskapazitäten aufgebaut, um den Entwicklungstrend zu nutzen.

Yang Yihu glaubt, dassObwohl die Produktionskapazitätserweiterung auf der Rohstoffseite in vollem Gange ist, ist das neue Angebot auf der Anwendungsseite möglicherweise noch nicht vollständig absorbiert.

„Wir gehen davon aus, dass die Produktionskapazität für vorgelagerte Rohstoffe für Polymilchsäure weiterhin rasant wächst. Wenn jedoch nachgelagerte Anwendungen nicht erschlossen werden, könnte es für den nachgelagerten Markt schwierig werden, ein so starkes Rohstoffwachstum zu verkraften.“ Yang Yihu sagte: „Bereits 2006 haben wir begonnen, uns mit der Entwicklung nachgelagerter Anwendungsszenarien für Polymilchsäure und dem chemischen Recycling von Endmaterialien nach der Entsorgung zu befassen, um die Schwachstellen in der Entwicklung der gesamten Branche in dieser Hinsicht zu beheben. Daher haben wir neben dem 3D-Druck sukzessive die Bereiche Biomedizin, ökologische Fasern und biologisch abbaubare Produkte erschlossen und so vier Hauptanwendungsbereiche geschaffen.“

„In den letzten Jahren hat sich mit dem weltweiten Verbot von Kunststoffen und der zunehmenden Reife von Biomaterialien, insbesondere Polymilchsäurematerialien, die Marktkapazität für umweltfreundliche, biologisch abbaubare Materialien schrittweise erweitert, und auch wir haben mehr Energie in die Ausweitung der Anwendungsmöglichkeiten in diesem Bereich investiert. Mittlerweile sind unsere biologisch abbaubaren Einwegprodukte und Ökofaserprodukte nach den Verbrauchsmaterialien für den 3D-Druck zum zweitgrößten Wachstumstreiber geworden.Auch durch chemisches Recycling hergestellte Milchsäureesterprodukte verzeichneten ein schnelles Wachstum„Große inländische Fotolackhersteller verwenden unsere Laktatprodukte in Elektronikqualität. Das derzeitige Volumen ist gering, aber die Anwendungsaussichten sind vielversprechend“, erklärte Yang Yihu.

Polymilchsäureabfälle können durch chemisches Recycling oder mechanisches Recycling recycelt werden.Abfälle können Schadstoffe enthalten, aber Polymilchsäure kannChemische Rückgewinnung durch thermische Depolymerisation oder Hydrolyse zur Herstellung von Monomeren. Anschließend wird daraus neue Polymilchsäure hergestellt. Polymilchsäure kann auchUmesterungsreaktion zur Herstellung von Methyllactatund führt so eine chemische Rückgewinnung durch.

„Unser originelles X-Konfigurationsmodell für gemeinsame Produktionsinnovationstechnologie kann uns dabei helfen, die Vielfalt der Rohstoffquellen und Endprodukte zu erreichen und dadurch die Funktionen der Produktionslinie zu bereichern, die Effizienz des Produktionssystems effektiv zu verbessern und den Energieverbrauch und die Kosten zu senken. Wir können Lactid aus Milchsäure oder recycelter Polymilchsäure herstellen und es dann weiter polymerisieren, um verschiedene Biomaterialien herzustellen.Am Beispiel des Recyclings von Polymilchsäure-Rohstoffen zeigt sich, dassDas gereinigte Lactid kann für die nächste Polymerisation zur Herstellung von Polymilchsäure, Polycaprolacton oder Polyolen verwendet werden.Die schlecht gereinigten Nebenprodukte können mit Ethanol reagieren und chemisch reine Milchsäureester erzeugen, oder hochreines Lactid kann direkt als Rohstoff zur Herstellung hochreiner Milchsäureester verwendet werden.", fügte Yang Yihu hinzu.

Im Jahr 2006, als der Markt sich auf die biologisch abbaubaren Eigenschaften von Polymilchsäure konzentrierte und ihre Anwendungsvorteile im Bereich Einwegprodukte propagierte, stürzte sich Guanghua Weiye in die Forschung zum chemischen Recycling von Polymilchsäurematerialien.

Ist das chemische Recycling von Polymilchsäure als abbaubarem Material sinnvoll?

Yang Yihu sagte:Abbau bedeutet in gewissem Maße auch Abfall。”

Im Jahr 2012, nach 6 Jahren technischer Forschung, reichte Guanghua Weiye offiziell die "Ein Verfahren zur Rückgewinnung von Polymilchsäure zur Herstellung von raffiniertem Lactid„Patentanmeldung undErfolgreiche Zulassung im Jahr 2014Mit dieser weltweit ersten Technologie lässt sich durch das Recycling von Polymilchsäure hochreines Lactid gewinnen. Das Nebenprodukt kann zudem zur Herstellung verschiedener Milchsäureester verwendet werden. Dadurch wird das weltweit schwierige Problem des Recyclings und der Wiederverwendung biologisch abbaubarer Materialien gelöst, der geschlossene Kreislauf der industriellen Kette geöffnet und eine „grüne Kreislaufwirtschaft“ geschaffen.

Gleichzeitig ist das Problem der unzureichenden Endentsorgung biologisch abbaubarer Kunststoffe in den letzten Jahren von der Industrie zunehmend erkannt worden. Laut dem gemeinsam von der Tsinghua-Universität und Sinopec veröffentlichten „Forschungsbericht zur Umweltverträglichkeitsprüfung und politischen Unterstützung für biologisch abbaubare Kunststoffe“ werden 96,77 % der biologisch abbaubaren Kunststoffe Chinas verbrannt und deponiert, 3,1 % gelangen in die Umwelt und nur 0,007 % gelangen in die biologischen Entsorgungsanlagen und werden vollständig abgebaut.

Die von der Europäischen Kommission im Jahr 2021 herausgegebenen SUP-Leitlinien schlugen ein Verbot der Verwendung von oxo-abbaubaren Kunststoffen, biologisch abbaubaren Kunststoffen und kompostierbaren Kunststoffen in Einweg-Kunststoffprodukten vor; die im Jahr 2022 veröffentlichte PPW-Richtlinie schreibt vor, dass alle Verpackungen bis 2030 recycelbar oder wiederverwendbar sein müssen; der im Jahr 2023 veröffentlichte Vorschlag für eine Altfahrzeugverordnung (ELV) schlug eine verstärkte Verwendung von Recyclingmaterialien in Neuwagen vor und stellte klar, dass Neuwagen mindestens 25 % Recyclingkunststoffe enthalten sollten.

Diese Maßnahmen bedeuten, dass die EU das Konzept der Reduzierung, des Recyclings und der Wiederverwendung von Kunststoffen fördert. Die Umsetzung dieser Maßnahmen wird jedoch auch die Unternehmen, die biologisch abbaubare Kunststoffe herstellen, daran hindern, ihre Produktionskapazitäten zu erweitern. Daher stellt sich die Frage: Haben biologisch abbaubare Kunststoffe überhaupt noch eine Zukunft?

Yang Yihu ist überzeugt, dass biobasierte Polymilchsäurequellen im Kontext der Kohlenstoffneutralität sinnvoll und wertvoll sind. Daher sollten wir die Vorteile der biobasierten Kohlenstofffixierung und des Umweltschutzes mit Polymilchsäure stärker nutzen. Einerseits sollten wir langlebige Produkte aus Polymilchsäure entwickeln und fördern, wie beispielsweise langlebiges Schreibwaren aus Polymilchsäure und hochglänzende, hochimitierte Keramiktassen aus Polymilchsäure usw.; andererseitsRecycling nach Gebrauch sollte betont werden。

„Aus technischer Sicht hat das chemische Recycling von Polymilchsäure Vorteile gegenüber anderen Kunststoffen wie PET und TPU.Da Polymilchsäure nur ein Monomer hat, LactidNach dem Recycling kann hochreines Lactid durch Wiederverwendung des Lactid-Reinigungsprozesses gewonnen werden. Aus wirtschaftlicher SichtRecycelte Polymilchsäure kann einen Teil der Stärke- und Zuckerrohstoffe ersetzen, kann es in gewissem Maße das Problem des Wettbewerbs zwischen Polymilchsäure-Rohstoffen und Menschen um Nahrungsmittel in der Zukunft lindern.“